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文檔簡介
1、電動化開啟汽車智能進(jìn)化之路內(nèi)燃機時代電子電氣架構(gòu)不斷更迭早期 E/E 架構(gòu)研發(fā)較為容易,主要由 Tier 1 負(fù)責(zé)。電子電氣架構(gòu)簡稱 E/E 架構(gòu),有時也被稱為 EEA(Electrical/Electronic Architecture)。從 1886 年第一輛奔馳車被發(fā)明到 20 世紀(jì)初,車子上的電子設(shè)備較為簡單,不必應(yīng)用 E/E 架構(gòu)。20 世紀(jì)初開始,車上開始出現(xiàn)了更多需要電力啟動的設(shè)備如起動機、電燈、車載收音機等,這樣的背景下 Tier 1,即直接供應(yīng)整車廠的汽車零部件供應(yīng)商,開始配合主機廠進(jìn)行 E/E 架構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化。圖1:隨著汽車電氣化,鎢絲白熾燈開始替代煤油燈進(jìn)行照明資料來源
2、: 第一電動網(wǎng), 為解決系統(tǒng)內(nèi) ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)之間的通信挑戰(zhàn),博世開發(fā)出 CAN 總線對 ECU 的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。隨著越來越多的電子電氣系統(tǒng)出現(xiàn)后,如何完成這些系統(tǒng)內(nèi) ECU 之間的通信成為挑戰(zhàn)。為此博世歷時三年,在 1986 年開發(fā)出了 CAN 總線,用來對 ECU 的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。1991 年,世界上首款基于 CAN 總線系統(tǒng)的量產(chǎn)車型奔馳 500E 正式亮相。本質(zhì)上,CAN 總線是一種用來完成電氣系統(tǒng)和設(shè)備 ECU 之間通信的局域網(wǎng)技術(shù),其可以減少布線、減輕重量以及節(jié)省車內(nèi)空間。圖2:基于 CAN 總線系統(tǒng)的量產(chǎn)車型奔馳 500E圖
3、3:總線技術(shù)實現(xiàn)信息共享,滿足實時診斷等功能資料來源: 搜狐, 汽車之心,資料來源: 搜狐, 卡車維學(xué)院, 電子電氣設(shè)備的復(fù)雜化驅(qū)使供應(yīng)商開始設(shè)計整套布局方案,2007 年德爾福提出 E/E 架構(gòu)。電子設(shè)備和電氣系統(tǒng)的復(fù)雜化驅(qū)使供應(yīng)商開始設(shè)計一套整體布局方案,2007 年德爾福首次提出 E/E 架構(gòu)對發(fā)動機系統(tǒng)、車窗控制、車載娛樂系統(tǒng)等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和不斷優(yōu)化,進(jìn)一步地提升了汽車電子的通信效率。圖4:分布式 E/E 架構(gòu)一個功能一個 ECU,傳感器和執(zhí)行器直連獨立 ECU資料來源: 新浪, 正視內(nèi)燃機時代癥結(jié)和新技術(shù)挑戰(zhàn)人類離不開汽車,人類還需要更好的汽車。近百年來,汽車給人類出行帶來巨大的便利
4、,但是目前汽車也存在著安全性差、能耗高、污染嚴(yán)重等缺點。植根于汽車主要的缺點,未來汽車的發(fā)展方向至少將從三個方面展開:1)提高汽車行駛的安全性;2)節(jié)約能源;3)減少以至消除對生態(tài)環(huán)境的危害。汽車的安全性包括車輛的可控制性以及撞擊保護(hù),所涉及不僅是汽車底盤、整車等還包括道路和交通管理系統(tǒng)。第二、第三則與發(fā)動機緊密相關(guān)。圖5:內(nèi)燃機燃燒不充分帶來的尾氣嚴(yán)重污染環(huán)境圖6:汽車噪音中內(nèi)燃機進(jìn)氣系統(tǒng)噪音是其中一種資料來源: 海報新聞,資料來源: 搜狐, 隨著電動技術(shù)、自動駕駛等新技術(shù)席卷整個行業(yè),傳統(tǒng)的分布式 E/E 架構(gòu)受到挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的 E/E 架構(gòu)受沖擊的背后是汽車行業(yè)里面掀起的兩股浪潮:第一股是
5、插電式混合動力汽車與純電動汽車的出現(xiàn),三電系統(tǒng)的引入增加了 E/E 架構(gòu)的復(fù)雜度;第二股是智能座艙和自動駕駛的出現(xiàn),OTA 升級需求、大量數(shù)據(jù)處理和信號傳輸?shù)男枨髮?E/E 架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。在此基礎(chǔ)之上,傳統(tǒng)的分布式 E/E 架構(gòu)有向域架構(gòu)、中央計算架構(gòu)等集中式架構(gòu)發(fā)展的趨勢。圖7:傳統(tǒng)分布式架構(gòu)有向集中式發(fā)展的趨勢資料來源: 搜狐, 汽車之心,智能化與電動化更加契合電動機比內(nèi)燃機更環(huán)保,架構(gòu)簡潔推動汽車智能化。一方面,電動機車端零排放的特點相較于內(nèi)燃機更加環(huán)保。另一方面,傳統(tǒng)汽車由發(fā)動機、底盤、傳動軸及相關(guān)電氣系統(tǒng)構(gòu)成,而電動汽車的核心是三電,即電池、電機、電控。大眾高爾夫四缸發(fā)動機有 11
6、3 個活動件,相比之下,一臺電機的構(gòu)造就簡單許多。基于簡單和高集成的設(shè)計,純電汽車整車線束也得到控制,CAN 總線協(xié)議下的現(xiàn)代化高級車線束總長度要將近兩公里,而電動車以 Model Y 為例,其線束縮短到 100 米。線束越短集成化越高,更利于信號傳輸和生產(chǎn)組裝,以此為汽車智能化打下堅實基礎(chǔ)。圖8:傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零部件數(shù)量繁多資料來源: 電動星球 News, 智能汽車需要電驅(qū)動,燃油車從架構(gòu)上有難以逾越的鴻溝。汽車智能化包括整車控制、車身控制與車載信息。整車控制和車身控制方面,人工智能很難精準(zhǔn)控制內(nèi)燃機,而電機可通過電流或者電壓實現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié),另外控制油門剎車是自動駕駛基本功能,燃油車存在先
7、天短板,可靠性、精準(zhǔn)度、響應(yīng)度都是問題。車載信息方面,傳統(tǒng)燃油車企發(fā)力點基本都在 HMI 人機交互上,沒有提及車身控制方面軟件升級,如沃爾沃提出用 OTA升級車載地圖,通用通過 OTA 升級車載信息娛樂系統(tǒng),相反電動車具備控制、讀取、寫入、升級先天優(yōu)勢,解耦軟硬件,構(gòu)建完善的車輛大腦和神經(jīng)系統(tǒng)支持車內(nèi)信息系統(tǒng),并有完備的安全裝置設(shè)計支持自動駕駛。圖9:基于電氣化的汽車架構(gòu)便于解鎖軟件創(chuàng)新資料來源: AutoR 智駕,算力是智能化的核心汽車價值網(wǎng)絡(luò)的嬗變傳統(tǒng)的分布式電子架構(gòu)有向集中式發(fā)展的趨勢,產(chǎn)業(yè)鏈背后價值網(wǎng)絡(luò)發(fā)生更迭。從內(nèi)燃機汽車時代進(jìn)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車時代,智能座艙、自動駕駛等功能帶來了更多數(shù)
8、據(jù)處理需求,內(nèi)燃機時代的分布式 E/E 架構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng) OTA 更新、算力處理和車輛安全帶來的新的需求,傳統(tǒng)的分布式 E/E 架構(gòu)有向集中式機構(gòu)發(fā)展的趨勢。E/E 架構(gòu)背后產(chǎn)業(yè)鏈所組成的價值網(wǎng)絡(luò)也將隨之變化。圖10:向新能源汽車更迭帶來 E/E 架構(gòu)價值網(wǎng)絡(luò)更替資料來源: 百度文庫,電動車小行家, 博世更具體地將汽車 E/E 架構(gòu)演變的路徑劃分為 3 個大階段,6 個小階段:分布式的模塊化、集成化階段;域集中式的集中化、域融合階段;中央集中式的車載電腦和車-云計算階段。模塊化絕大部分車企已經(jīng)實現(xiàn),大眾、奧迪、通用、豐田等車企在加快部署全新 E/E 架構(gòu)以其進(jìn)入域集中式階段,預(yù)計 2021-2
9、025 年實現(xiàn)量產(chǎn),而特斯拉最為領(lǐng)先新一代 E/E 架構(gòu)達(dá)到了中央集中式。圖11:博世-下一代汽車架構(gòu)演變趨勢資料來源: 知乎, 博世, 佐思產(chǎn)研,智能網(wǎng)聯(lián)汽車價值量總體增長、結(jié)構(gòu)分化,產(chǎn)業(yè)鏈附加值呈現(xiàn)微笑曲線模式。智能網(wǎng)聯(lián)汽車整產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)杖霃?2015 年的 5 萬億美元預(yù)計上漲到 2030 年的 7.8 萬億美元,利潤則從 2015 年的 4000 億美元上漲到 2030 年的 6000 億美元,收入和利潤都有較大幅度增長。從細(xì)分領(lǐng)域來看,收入端硬件規(guī)模占比縮小,從 14%縮小到 7%,軟件和共享出行規(guī)模急劇擴(kuò)大,2030 年占比預(yù)計分別為 7%和 10%,利潤端汽車銷售顯著下降,共享出行規(guī)
10、模占比顯著增長,2030 年預(yù)計到達(dá) 20%。從產(chǎn)業(yè)鏈附加值情況上來看,產(chǎn)業(yè)中游的制造部分價值較低,上游供應(yīng)商有專利和技術(shù)附加值較高,下游品牌和服務(wù)部分也享有較高的附加值,整體呈現(xiàn)微笑曲線的模式。圖12:智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈價值量變化-收入圖13:智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈價值量變化-利潤7%5 萬億美元 7.8萬億美元 4000億美元6000億美100%80%0.50%10%100%80%0.50%元 20%11%60%40%20%60%40%20%16%11%14%1.00%14%汽車銷售融資41%后市場保險10%10%4%11%29%汽車銷售融資后市場49%保險44%供應(yīng)商(傳統(tǒng)技術(shù)/硬件) 供應(yīng)
11、商(新技術(shù)/軟件)數(shù)字化服務(wù)共享出行13%14%7%8%10%7%12%0.50%14%0%2015年2030年(預(yù)測)0%供應(yīng)商(傳統(tǒng)技術(shù)/硬件)數(shù)字化服務(wù)2015年供應(yīng)商(新技術(shù)/軟件)共享出行2030年(預(yù)測)資料來源: 普華永道,分寸資本,資料來源: 普華永道,分寸資本,圖14:智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)中端價值低,上下游附加值高,總體呈現(xiàn)微笑曲線狀態(tài)資料來源: 知乎, 算力焦慮刺激算力提升算力基座支撐汽車智能化結(jié)構(gòu)上,以芯片為核心的算力基座成為汽車智能化的基石。芯片作為主要的算力器件組成了 ECU,ECU 聯(lián)合其他軟硬件、電路、回路等組成了架構(gòu)體系。相比于分布式的 E/E 架構(gòu),集中式架構(gòu)將整
12、車劃分為動力總成、車輛安全、智能駕駛等幾個域,在系統(tǒng)和軟件層面集成,把原有的硬件配置打破,由 ECU 組成的域控制器成為主要的計算單位。E/E 架構(gòu)為核心結(jié)合電動部件、電池部件以及其他配件組成了新能源車整體結(jié)構(gòu)。圖15:新能源汽車的架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資料來源: 上海汽車報, 汽車維修技術(shù)網(wǎng),功能上,算力滿足智能化部件運算,支撐系統(tǒng)算法。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),算力支撐著激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、攝像頭、座艙娛樂信息系統(tǒng)等各個部件運算。除此之外,算力還需要把整個系統(tǒng)的路徑規(guī)劃、決策、控制的算法進(jìn)行運行。智能化在給汽車帶來更多能力的同時也對 SOC 芯片提出了更多的算力要求。表1:Al SoC-芯片算力的影響因素眾多,
13、對算力要求大幅提高影響因素說明影響的上層因素舉例全圖檢測種類增加全圖檢測內(nèi)容增加,模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要增大,增加手勢功能,則需要增加一個人手檢測個數(shù)輸出變多,將導(dǎo)致算力要求變高行為檢測種類算法種類增多必然會導(dǎo)致算力增加兒童爬窗提醒,兒童站姿提醒,肢體沖突等攝像頭個數(shù)正常情況下,算力需求與攝像頭個數(shù)成線性全車交互,比如乘客關(guān)懷,那么攝像頭個數(shù)需要增加,關(guān)系目前量產(chǎn)車沒有看到能完美覆蓋后摔的方案分辨率提升分辨率提升,模型的輸入維數(shù)變多,需要更拍照,抖音,美顏多的算力支持大的模型運行幀率表示 1s 多少次感知,常用幀率為 30FPS,表示 1s30 次感知感知延遲更低,比如打電話,手勢更靈敏,視線鼠標(biāo)更
14、流暢麥克風(fēng)個數(shù)麥克風(fēng)個數(shù)的增加導(dǎo)致算法處理路數(shù)的增加更多音區(qū),比如 4 音區(qū)、6 音區(qū),還有單獨的通信降噪;主動降噪的麥克風(fēng)等AEC 滲透個數(shù)用于噪聲消除的參考信號滲透數(shù),噪聲消除播放多通道音頻時(比如看 5.1 通道的電影),關(guān)乎語的參考滲透越多,所需要的算力越高音識別是否可用多模 ASR 路數(shù)ARS 路數(shù)越多,需要的算力越大可實現(xiàn)多人同時控制,結(jié)合多模信息聲音事件檢測個數(shù)個數(shù)越多,需要的算力越大爆炸檢測,警報聲音檢測等資料來源: HIS Markit, 定制上,芯片定制服務(wù)具體場景,智能應(yīng)用貼合市場需求。作為算力承載的主體芯片需要能夠貼合應(yīng)用場景,不僅僅是實施應(yīng)用,而是要從系統(tǒng)的角度抽象出
15、共性來加以處理。例如黑芝麻智能開發(fā)出配合華山系列的自動駕駛芯片,還發(fā)布山海人工智能開發(fā)平臺,該平臺擁有 50 多種 AI 參考模型庫用以幫助客戶更好的定制化以貼合具體的場景。智能化對算力的需求不僅僅是算力的絕對數(shù)值,也在于軟硬結(jié)合以及具體的應(yīng)用能力的構(gòu)建。圖16:黑芝麻-山海人工智能開發(fā)平臺將配合 A1000 Pro 落地資料來源: 蓋世汽車快訊,算力焦慮呼喚高算力支持智能網(wǎng)聯(lián)化進(jìn)展迅速,消費者體驗不佳亟待算力提升。2015 年智能網(wǎng)聯(lián)功能的新車裝載率為 4.6%,到 2020年這一數(shù)字上升到了 48.8%。主流車企中,智能網(wǎng)聯(lián)已經(jīng)成為新車型必備功能。而根據(jù)汽車專業(yè)機構(gòu)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,一方面當(dāng)前
16、消費者對智能網(wǎng)聯(lián)功能核心感知仍集中在中控臺顯示屏、儀表盤等少數(shù)領(lǐng)域,語音控制、車聯(lián)網(wǎng)等功能用戶關(guān)注不足;另一方面對智能網(wǎng)聯(lián)功能體驗不佳,抱怨中控屏反應(yīng)遲鈍的用戶達(dá)到 56.5%,反應(yīng)系統(tǒng)卡頓的用戶達(dá)到 50.95%。圖17:智能網(wǎng)聯(lián)功能新車裝載率從 4.60%上升到 48.8%圖18:智能網(wǎng)聯(lián)現(xiàn)階段核心功能體驗不佳用戶過半數(shù)60.00%50.00%40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%48.80%4.60%2015202057.00%56.00%55.00%54.00%53.00%52.00%51.00%50.00%49.00%48.00%56.50%50.95%抱怨中控屏
17、反應(yīng)遲鈍反應(yīng)系統(tǒng)卡頓資料來源: 快資訊,資料來源: 快資訊,應(yīng)用端以自動駕駛為例,隨著智能駕駛等級的上升對芯片算力的需求呈現(xiàn)指數(shù)級提升。L1、L2 處于輔助駕駛階段,車部分或全部的自行轉(zhuǎn)向控制、加速減速,這兩個階段對算力的要求都不高。L3 進(jìn)入有條件的自動駕駛,車除轉(zhuǎn)向控制、加速減速外還進(jìn)行駕駛環(huán)境檢測,這帶來算力極大的提升需求,從 L2 的 2 Tops 提升到 L3 的 24Tops。進(jìn)入到 L4、L5 階段車在之前的功能之上還增加了緊急事件觸發(fā)接管機制,這兩個階段對算力的要求呈現(xiàn)技術(shù)級的提升,分別達(dá)到 320Tops,4000Tops。圖19:自動駕駛分級資料來源: 21ic 電子網(wǎng),
18、圖20:自動駕駛芯片算力升級趨勢(L1-L5,Tops)資料來源: wind, 產(chǎn)業(yè)層面,現(xiàn)有產(chǎn)品芯片算力不足、全球產(chǎn)能緊平衡、我國芯片自給困難三重痛點亟待解決。目前汽車行業(yè)芯片算力整體仍舊不高,已上市的車型中,較為領(lǐng)先的理想 ONE 芯片使用的是 QCM 820A,僅能對標(biāo) 2016年上半年的高通驍龍 820,相當(dāng)于小米 5 的算力水平,與當(dāng)前推出的小米 11 足足有 6 代差距。從全球尺度來看,由于疫情沖擊芯片短缺已成為困擾全球汽車業(yè)的問題,根據(jù) IHS Markit 預(yù)測,因芯片短缺,2021 年第一季度,全球汽車產(chǎn)量將比最初預(yù)期少約 67.2 萬輛,通用、日產(chǎn)、大眾等汽車巨頭都面臨著沖
19、擊。目前我國自產(chǎn)汽車芯片規(guī)模不到 150 億元,不足全球規(guī)模的 5%,由于我國汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球 30%以上,每年進(jìn)口汽車芯片的費用超過千億元,國內(nèi)供需存在較大缺口。表2:芯片短缺對部分車企影響車廠相關(guān)受影響情況通用芯片短缺預(yù)計使 21 年收益減少 15-20 億美元福特預(yù)計 q1 產(chǎn)量將減少五分之一,或?qū)е氯昀麧櫆p少 10-25 億美元豐田美國德州工廠全尺寸皮卡產(chǎn)量削減 40%雷諾預(yù)計今年汽車產(chǎn)量減少 10 萬輛資料來源; 新浪新聞,百度新聞,圖21:自產(chǎn)汽車芯片產(chǎn)比不足 5%圖22:我國汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球 30%以上自產(chǎn)汽車芯片占比進(jìn)口占比我國汽車規(guī)模占比其他國家占比30%5%資料來源:
20、 未來汽車日報,資料來源: 未來汽車日報,算力軍備競賽帶來產(chǎn)業(yè)端(算力+算法)機遇軟件定義開啟汽車算力軍備競賽一顆強大的中央處理器芯片將是智能汽車相較于傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵區(qū)別。智能汽車由一個強大的中央處理系統(tǒng)芯片來完成多路輸入輸出,進(jìn)而進(jìn)行用戶交互。正是在此基礎(chǔ)之上,汽車行業(yè)開啟了軟件定義,即軟件定義系統(tǒng)功能的浪潮。另外隨著智能座艙和自動駕駛的落地,更多的傳感器和 ECU 出現(xiàn)也對中央處理的能力提出了新的要求。圖23:特斯拉用 3 個域控系統(tǒng)作為處理器,超越了燃油車分布式計算系統(tǒng)資料來源: 汽車時代網(wǎng), “算力”成為評價一輛車重要指標(biāo),特斯拉發(fā)布 HW3.0 芯片掀起行業(yè)軍備競賽。繼“馬力”之后,
21、隨著汽車軟件定義的深入發(fā)展,“算力”也成為評價汽車的重要指標(biāo)。2019 年特斯拉推出 HW3.0 芯片時,144TOP算力冠絕行業(yè)。然而最近越來越多的車企開始使用算力大的平臺,長城汽車表示將于 2022 年推出的高端車型上率先采用 Snapdragon Ride 平臺,預(yù)計算力可達(dá) 700TOPS;21 年初的 NIO Day 上,蔚來推出總算力高達(dá) 1016TOPS 的 NIO Adam 蔚來超算平臺;21 年初智己汽車推出的自動駕駛方案支持兼容英偉達(dá) Orin X芯片,算力可升至 5001000+ TOPS。圖24:特斯拉 Model 3 計算單元 HW3.0,2019 年推出時 144T
22、OPS 冠絕行業(yè)資料來源: 搜狐, 表3:整車廠商算力配置品牌車型芯片總算力制程工藝蔚來ET7英偉達(dá) Orin 芯片1016TOPS7nm特斯拉Model 3/YFSD 芯片144TOPS14nm小鵬P7英偉達(dá) Xavier SoC30TOPS12nm零跑C11凌芯 014.2TOPS28nm智已汽車IM 智已英偉達(dá) Orin X(500-1000+)TOPS7nm資料來源: 未來汽車日報,軟件定義還需考驗算力與傳感器、軟件協(xié)同配合能力,車智相關(guān)操作系統(tǒng)、軟件也將迎來產(chǎn)業(yè)機遇。智能化依賴自動駕駛、智能座艙等功能的實現(xiàn),而硬件基礎(chǔ)設(shè)施的完善是前提,因此算力比拼成為當(dāng)前車企重要賣點。但堆算力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)
23、不夠,智能汽車芯片能表現(xiàn)出來的真實性能除了算力絕對數(shù)值還與傳感器以及軟件的協(xié)同配合息息相關(guān)。以特斯拉 HW 3.0 芯片為例,單芯片算力 72TOPS,相較上一代芯片并沒有提升太多,但自動駕駛性能最高提升幅度可達(dá) 20 倍。表4:特斯拉 HW2.5 VS HW3.0成本綜合性能表現(xiàn)功耗水平每秒幀數(shù)處理能力組成型號HW2.5HW3.0處理器有 3 顆,其中有 2 顆英偉達(dá)的 Tegra(Tegra x2) Parker 處理器,1 顆 Pascal架構(gòu)的 GPU兩顆 FSD(Full Self Driving)的芯片110 幀圖像57W-2300 幀圖像72W2.5 倍相較降低 20%資料來源:
24、 雷鋒網(wǎng),算力應(yīng)用第一站:智能座艙(芯片+操作系統(tǒng)+軟件)芯片 os 處于產(chǎn)業(yè)鏈上游,算力架構(gòu)呈現(xiàn)集中趨勢2016 年以來智慧座艙的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段:傳統(tǒng)座艙,信息座艙,智能座艙,智慧座艙。2016 年以前傳統(tǒng)座艙階段,該階段只有指針儀表、導(dǎo)航娛樂等少數(shù)功能;2016-18 年信息座艙階段,該階段增添了大尺寸液晶中控屏,全液晶流量儀表/HUD,在線服務(wù)和 High-level IOV;2018-21 年智能座艙階段,該階段增添了駕駛員/乘客識別個性化服務(wù),語音識別,手勢控制,ADAS 及自動駕駛,Low-level V2X,F(xiàn)ACE ID, 智能座椅等更多功能境等信;2021-25 年智慧座
25、艙階段,該階段增添了人、車、環(huán)息的深度學(xué)習(xí)功能,為駕駛過程提供治理輔助,還有 High-Level V2X,感知用戶行為等功能。圖25:智能座艙發(fā)展歷程2016年以前傳統(tǒng)座艙只有指針儀 表、導(dǎo)航娛樂 2016-18年信息座艙大尺寸液晶中控屏,全液晶流量儀表/HUD,在線服務(wù), High-level IOV 2018-21年智能座艙駕駛員/乘客識別個性化服 務(wù),語音識 別,手勢控 制,ADAS及自動駕駛,Low- level V2X, FACE ID, 智能座椅 2021-25年智慧座艙人、車、環(huán)境等信息的深度學(xué)習(xí),座艙處理器具備自學(xué)習(xí)能力,為駕駛過程提供治理輔助,High- Level V2X
26、,感知用戶行為資料來源: 雪球網(wǎng),智能座艙芯片、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游。智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈上游包含芯片、底層操作系統(tǒng)及虛擬層、中間件與應(yīng)用程序、芯片和底層操作系統(tǒng)是智能座艙的算力底座。智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈中游包含車載信息娛樂系統(tǒng)、駕駛信息顯示系統(tǒng)、HUD 抬頭顯示、流媒體后視鏡、行車記錄儀、后排液晶顯示。智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈下游是解決方案供應(yīng)商主要包括整車廠、Tier 1 和互聯(lián)網(wǎng)公司。表5:智能座艙芯片、操作系統(tǒng)處于產(chǎn)業(yè)鏈上游上游中游下游芯片車載信息娛樂系統(tǒng)整車廠底層操作系統(tǒng)及虛擬層駕駛信息顯示系統(tǒng)Tier 1中間件層HUD 抬頭顯示互聯(lián)網(wǎng)公司應(yīng)用程序?qū)恿髅襟w后視鏡行車記錄儀后排液晶顯示資料來
27、源: 雪球網(wǎng),未來智能座艙內(nèi)部功能將越來越豐富,算力將集中在單個域控制器中。傳統(tǒng)的座艙儀表、娛樂、中控系統(tǒng)相對獨立,單個系統(tǒng)對應(yīng)單個芯片,通信成本較高。未來,智能座艙內(nèi)部功能將越來越豐富,而且算力將集中在一個域控制器中對多個系統(tǒng)進(jìn)行算力支持,也即從基于電子控制單元(ECU)的分布式結(jié)構(gòu)向分布式網(wǎng)絡(luò)+域控制器(DCU)架構(gòu)邁進(jìn)。這種改變縮短了通信時間,也降低了通信開銷。圖26:ADAYO 華陽座艙電子布局:單個域控制器支持全部座艙系統(tǒng)功能資料來源: 蓋世汽車,座艙芯片將保持高速增長,車載OS 有望迎來生力軍鴻蒙(一)芯片規(guī)模:預(yù)計全球 2019-2025 年域控制器符合增長率 78.64%201
28、9-25 年智能座艙新車滲透率預(yù)計將快速提升,有望拉動域控制器出貨量快速增長。隨著汽車智能化的推進(jìn),對算力要求稍低,成本更加可控的智能座艙將迎來滲透率的快速提升。2019 年中國市場的滲透率為 35.30%,2025 年預(yù)計能到達(dá) 75.90%。2019 年全球市場的滲透率為 38.40%,2025 年預(yù)計能到達(dá) 59.40%。智能座艙新車滲透率的提升有望拉動座艙域控制器出貨量的快速增長,根據(jù)偉世通的數(shù)據(jù),2019 年全球智能座艙域控制器出貨量達(dá)到 40 萬套,2025 年預(yù)計達(dá)到 1300 萬套,6 年CAGR 為 78.64%。圖27:2019-25 年預(yù)計智能座艙新車滲透率將快速提升圖2
29、8:全球座艙域控制器出貨量快速增長80.00%70.00%60.00%中國市場全球市場66%59.80%72.10%75.90%1412139.76.959.40%座艙域控制器出貨量(百萬套)50.00%40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%38.40%35.30%48.80%45%53.30%49.40%52.20%55.10% 57.60%108642020192020202120222023202420252019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E資料來源: IHS Markit, 資料來源: 偉世通,格局:高
30、通領(lǐng)先,國內(nèi)廠商布局力度持續(xù)加大智能座艙芯片生產(chǎn)商主要包括兩大陣營:消費級和傳統(tǒng)汽車芯片生產(chǎn)商。2015 年以前汽車芯片由瑞薩、NXP、 TI 等主導(dǎo),前三家占據(jù)市場 60%份額。2015 年以后消費級芯片廠商開始進(jìn)入汽車芯片領(lǐng)域。目前,瑞薩、 NXP、TI 等傳統(tǒng)汽車芯片生產(chǎn)商主要面向中低端市場;消費級芯片生產(chǎn)商高通、英特爾等面向高端市場。圖29:智能座艙芯片生產(chǎn)商主要包括兩大陣營資料來源: 智享汽車圈, 目前高通在算力和客戶方面占據(jù)領(lǐng)先地位,其次是英特爾和瑞薩。第一層級的廠商僅有高通,高通代表型產(chǎn)品有 SA8155P,工藝 7 納米,CPU 算力 80k DMIPS,GPU 算力 1142
31、 GFLOPS,在所有現(xiàn)存產(chǎn)品中排名第一;高通合作供應(yīng)商包括英特爾、博世、大陸、電裝、華陽、航盛、LG、松下、偉世通、三菱電機、阿爾派,在所有廠商中覆蓋最為廣泛。第二層級有英特爾和瑞薩,它們代表性產(chǎn)品分別為A3950 和 R-CAR H3 算力較高;它們合作廠商也較多。第三層級包含 NXP、TI、三星、聯(lián)發(fā)科,它們產(chǎn)品算力一般,合作供應(yīng)商較少。表6:智能座艙芯片廠商競爭格局層級劃分標(biāo)準(zhǔn)代表廠商代表產(chǎn)品及性能合作供應(yīng)商第一層級算力最高,合作供應(yīng)商最多高通SA8155P工藝:7 納米CPU 算力: 80k DMIPS GPU 算力: 1142 GFLOPS英特爾、博世、大陸、電裝、華陽、航盛、LG
32、、松下、偉世通、三菱電機、阿爾派第二層級算力較高,合作供應(yīng)商較多英特爾瑞薩A3950工藝:14 納米CPU 算力: 42k DMIPSGPU 算力:187 GFLOPSR-CAR H3工藝:16 納米CPU 算力: 40k DMIPSGPU 算力:288 GFLOPS三星哈曼、安波福、電裝、博世、松下偉世通、博世、大陸、電裝、弗吉亞、均勝電子NXPi.mx8QM工藝:28 納米CPU 算力: 26k DMIPSGPU 算力:128 GFLOPS航盛、博世、博泰、華陽等第三層級算力一般,合作供應(yīng)商較少資料來源: 搜狐, 新浪, 遠(yuǎn)特科技,TI三星聯(lián)發(fā)科Jacinto7工藝:28 納米CPU 算力
33、: 12-24k DMIPS GPU 算力:70-140 GFLOPSExynos v920 工藝:5 納米 CPU 算力: 未知 GPU 算力:未知MT2712工藝:28 納米(預(yù)計) CPU 算力: 22k DMIPS GPU 算力:133 GFLOPS大陸、弗吉亞、現(xiàn)代摩比斯三星哈曼-國內(nèi)廠商與國際領(lǐng)先企業(yè)存在較大差距,但布局力度在持續(xù)加大,代表性廠商有華為和地平線。華為用 AI 芯片昇騰以及高性能 CPU 鯤鵬構(gòu)建起 MDC 智能駕駛平臺,用巴龍支撐座艙 5G 通信,麒麟則應(yīng)用于手機為代表的終端;華為的代表性客戶有長安、北汽藍(lán)谷、奇瑞等。地平線 2015 年成立,于 2019 年在世界
34、人工智能大會上發(fā)布征程 2 芯片成為國內(nèi)首款車規(guī)級 AI 芯片實現(xiàn)了中國車規(guī)級 AI 芯片的量產(chǎn) 0 突破。此外,還有百度,芯馳科技,寒武紀(jì)等廠商都有代表性的產(chǎn)品應(yīng)用在智能座艙上面。表7:我國智能座艙芯片廠商詳情廠商產(chǎn)品客戶性能華為昇騰512TOPS(INT8),150W鯤鵬麒麟長安、北汽藍(lán)谷、奇瑞等巴龍地平線征程廣汽、奇瑞等96TOPS百度昆侖260TOPS,150W鴻鵠(語義交互)芯馳科技9 系列一汽、中汽創(chuàng)智等以 Imagination GPU 為基礎(chǔ)寒武紀(jì)思元系列128TOPS(INT8)華為IM8TOPS資料來源: 搜狐, 蓋世汽車,愛卡汽車,21ic 電子網(wǎng),落地節(jié)奏:座艙域控制器
35、預(yù)計在 2021 年迎來爆發(fā)根據(jù)主機廠和 Tier 1 的量產(chǎn)進(jìn)度,座艙域控制器將在 2021 年迎來爆發(fā)。汽車 5g 網(wǎng)絡(luò)的落地是智能座艙的基礎(chǔ)推動力;其次,在 5g 等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善,法律法規(guī)支持的情況下,主機廠和 Tier1 的量產(chǎn)進(jìn)度將是座艙域控制器的直接動力。根據(jù)對相關(guān)廠商量產(chǎn)計劃梳理,偉世通、大陸、博世代表性的 8 款產(chǎn)品中,6 款產(chǎn)品在 2021 年具備量產(chǎn)能力,座艙域控制器有望在 2021 年迎來爆發(fā)。表8:國外廠商布局 ADAS/AD 域控制情況一覽客戶和量產(chǎn)計劃操作系統(tǒng)自動駕駛等級計算平臺域控制器平臺廠商偉世通DriveCore車載服務(wù)器支持英偉達(dá)、恩智浦和高通的處理器架
36、構(gòu)L2-L4Autosar,Adaptive Autosar POSIX OS已完成了廣汽項目 L3 自動駕的 DriveCore 控制器 A sample 的開發(fā),計劃 2021 年大規(guī)模量產(chǎn)2 家歐洲主機廠項目大眾 MEB 平臺 ID.3 系列純電動汽車,(ICAS1)大陸ADCUNVIDIAL2NVIDIADRIVL3/L4E XannierAutosar,Adaptive Autosar將于 2020 年量產(chǎn)與英偉達(dá)合作的 L3 級域控制器,計劃2021 年量產(chǎn)SOP(Start Of Regular Production)DASy 1.0 base DASy 1.0 midNVIDI
37、AL2Autosar classicL2Autosar classic+ Autosar POSIX2019SOP 2020SOP 2019,支持 HWA 和 TJP 等 L2+DASy 1.0 highL2+OS功能博世NVIDIADRIVDASy 2.0E Xannier Drive PXL3/L4Adaptive Autosar POSIX OSAISOP 2022DASy+CloudPeg asusAI(雙 Xavie)L5SOP 2025資料來源: 佐思汽研,操作系統(tǒng)規(guī)模:未來 5 年 CAGR 為 13.1%,2030 年預(yù)計達(dá)到 500 億美元汽車操作系統(tǒng)包含車控操作系統(tǒng)和車載操
38、作系統(tǒng),車控操作系統(tǒng)是實現(xiàn)車輛行駛功能、動力性的運行基礎(chǔ),車載操作系統(tǒng)則是為車載娛樂信息服務(wù)和車內(nèi)人機交互提供控制平臺,是智能座艙的運行環(huán)境。2020 年全球廣義汽車操作系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到 200 億美元,預(yù)計 2030 年將達(dá)到 500 億美元,10 年 CAGR 為 9%。根據(jù) Mckinsey 的數(shù)據(jù),2020 年全球廣義的汽車操作系統(tǒng)(狹義 os,中間件,功能軟件)規(guī)模達(dá)到 200 億美元,未來 5 年間將保持 13.1%的復(fù)合增長率,于 2025 年達(dá)到 370 億美元,而到 2030 年預(yù)計將達(dá)到 500億美元,10 年 CAGR 為 9%。圖30:2030 年全球汽車廣義操作系統(tǒng)市場達(dá)
39、到 500 億美元, CAGR+9%50010 年 CAGR 93705 年 CAGR 13.12006005004003002001000202020252030資料來源: Mickinsey Analysis,格局:車載操作系統(tǒng)以 QNX 為主,Harmony OS 2 有望在汽車行業(yè)有所突破目前車載操作系統(tǒng)以 QNX 為主,Linux(包含 Android)、Win CE 分別列第二、第三位。根據(jù) ICVTank 統(tǒng)計數(shù)據(jù),全球車載操作系統(tǒng)以 QNX 為主,占比約為 43%,Linux(包含 Android)、Win CE 分別列第二、第三位,分別占比 35%和 10%。圖31:2017
40、 年全球車載操作系統(tǒng)競爭格局QNXLinuxWinCEOther OS15%16%49%20%資料來源: 蓋世汽車,三大操作系統(tǒng)各有特點。QNX 背靠黑莓公司,基于微內(nèi)核,憑借安全、穩(wěn)定的優(yōu)勢占據(jù)較高的市場份額,合作的主機廠最多;Linux 作為操作系統(tǒng)內(nèi)核不屬于任何公司,其他眾多操作系統(tǒng)都基于它開發(fā),免費、靈活性高的特點使它具有很強的競爭力;Android 背靠谷歌,為 Linux 代表性系統(tǒng),憑借開源和廣泛的應(yīng)用生態(tài)有強大的競爭力;Win CE 是微軟 1996 年發(fā)布的嵌入式操作系統(tǒng),開發(fā)者和使用者少,預(yù)計將逐漸退出市場。表9:主流車載底層操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)所屬公司優(yōu)勢劣勢合作主機廠/零部
41、件供應(yīng)商黑莓公司安全性、穩(wěn)定性極高、符合車規(guī)通用、克萊斯勒、凱迪拉克、雪佛蘭、雷克薩斯、路虎、保時捷、奧迪、大眾、別克、豐田、QNXLinux無Android谷歌WinCE級要求,主要用于儀表免費、靈活性、安全性高開源,易于 OEM自研、移動終端生態(tài)完善當(dāng)時實時性出需要授權(quán)費用應(yīng)用生態(tài)不完善、技術(shù)支持差安全性穩(wěn)定較差,無法適配儀表等安全性較高的部件現(xiàn)在開發(fā)者和應(yīng)用已捷豹、寶馬、現(xiàn)代、福特、日產(chǎn)、奔馳、哈曼、偉世通、大陸、博世等豐田、日產(chǎn)、特斯拉等奧迪、通用、蔚來、小鵬、吉利、比亞迪、博泰、英偉達(dá)等微軟色,Windows 應(yīng)用開發(fā)便利經(jīng)非常少,即將退出歷史舞臺福特 Sync 1、Sync 2 等
42、資料來源: 億歐, 國內(nèi)也在車載操作系統(tǒng)內(nèi)方面進(jìn)行自研或?qū)Τ墒觳僮飨到y(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。阿里云研發(fā)了可用于車載終端的 YUNOS Auto 操作系統(tǒng),并且和上汽聯(lián)合發(fā)布了兩款互聯(lián)網(wǎng)汽車榮威 RX5 和 i6。華為面向手機、平板等發(fā)布 Harmony OS 2 也有望汽車行業(yè)有所突破。此外,百度和小鵬也發(fā)布了定制版的車載 OS。表10:自研或定制操作系統(tǒng)代表性廠商企業(yè)OS 名稱提出時間修改程度底層操作系統(tǒng)應(yīng)用車企阿里巴巴AliOS2017 年純自研AliOS榮威、紅旗、名爵、大通、斯柯達(dá)、寶駿、神龍、觀致、長安、東風(fēng)雪鐵龍、福特等華為Harmony OS2019 年純自研Harmony OS比亞迪漢、吉
43、利百度Duer OS2017 年定制Android福特、哈佛、奇瑞、北汽小鵬Xmart OS2019 年定制Android小鵬資料來源: 汽車之家、新浪、搜狐、各公司官網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈軟件應(yīng)用中科創(chuàng)達(dá)-全球領(lǐng)先的智能操作系統(tǒng)產(chǎn)品和技術(shù)提供商公司的智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù)專注于打造基于智能操作系統(tǒng)技術(shù)的平臺產(chǎn)品。公司以智能操作系統(tǒng)技術(shù)為核心,聚焦人工智能關(guān)鍵技術(shù),助力并加速智能軟件、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的產(chǎn)品化與技術(shù)創(chuàng)新,為智能產(chǎn)業(yè)賦能。公司自 2013 年開始布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù),專注于打造基于公司智能操作系統(tǒng)技術(shù)的新一代智能網(wǎng)聯(lián)汽車平臺產(chǎn)品,賦能全球汽車產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化變革。根據(jù)市場研究機構(gòu) Mar
44、ket sand markets 預(yù)測,全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場規(guī)模在 2027 年將達(dá)到 2,127 億美元,2019-2027 的年復(fù)合增長率將達(dá)到 22.3%。公司用“軟件”打破傳統(tǒng)行業(yè)邊界,確立智能座艙、智能駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)、以及工具鏈+解決方案和服務(wù)的業(yè)務(wù)布局。公司推出的智能網(wǎng)聯(lián)汽車平臺產(chǎn)品,通過“軟件”打破傳統(tǒng)行業(yè)邊界,使公司始終領(lǐng)跑產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在汽車的新四化, 即“電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化”的時代主旋中, 公司確立的智能座艙、智能駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)、以及工具鏈+解決方案和服務(wù)的布局,帶動了公司智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù)持續(xù)快速增長,2016 年至 2020年復(fù)合年均增長率高達(dá) 102%。汽車業(yè)務(wù)
45、收入在公司業(yè)務(wù)收入中的占比亦逐年提升,由 2016 年的 5.45%,提升至 2020 年的 29.31%。圖32:中科創(chuàng)達(dá)-智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù)資料來源: 公司年報,德賽西威-國產(chǎn) Tier1 龍頭公司聚焦于智能座艙、智能駕駛和網(wǎng)聯(lián)服務(wù)三大業(yè)務(wù)群,以智能汽車為中心點,參與構(gòu)建未來智慧交通和智慧城市大生態(tài)圈。智能座艙方面,公司的智能座艙產(chǎn)品融合了車載信息娛樂系統(tǒng)、駕駛信息顯示系統(tǒng)、顯示終端、車身信息與控制系統(tǒng)等系統(tǒng),打造以人為中心的智能出行空間,提供基于自動駕駛等級的智能關(guān)懷、高效安全的解決方案。智能駕駛方面,從低速泊車場景到高速自動駕駛場景,從低級別的智能駕駛輔助逐步到實現(xiàn)完全自動駕駛,從解放腳
46、到解放眼,公司提供智能、安全、高效的解決方案,最終將人從駕駛中完全解放出來。網(wǎng)聯(lián)服務(wù)方面,公司提供安全、有溫度的智聯(lián)汽車產(chǎn)品與增值服務(wù),構(gòu)建萬物互聯(lián)、高效協(xié)同、高度定制化的服務(wù)體系。圖33:德賽西威業(yè)務(wù)布局資料來源: 公司年報,銳明技術(shù)-商用視頻監(jiān)控龍頭公司致力于利用視頻、AI、大數(shù)據(jù)及 IoT 等技術(shù)手段,發(fā)展交通安全及運輸業(yè)信息化方向的產(chǎn)品及解決方案。公司業(yè)務(wù)聚焦于商用車安全及信息化領(lǐng)域,結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢,貼近用戶使用場景進(jìn)行創(chuàng)新,充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等最新技術(shù)手段幫助商用車用戶解決安全和效率問題,實現(xiàn)了公交、出租&網(wǎng)約、“兩客一危”、貨運、渣土、環(huán)衛(wèi)等解決方案的智能化升級。公交綜合監(jiān)
47、測智能化解決方案包含公交車綜合監(jiān)測智能化解決方案、安全駕駛艙駕駛員行為分析系統(tǒng)等。公交綜合監(jiān)測智能化解決方案由智能車載設(shè)備(包括安全駕駛艙、雙目 ADAS 高級輔助駕駛、盲區(qū)監(jiān)測、智能調(diào)度一體機等)與智能調(diào)度大數(shù)據(jù)云平臺組成,在商用車載領(lǐng)域率先利用 5G 和 AI 等最新技術(shù),解決公交運營中的安全場景,車、站、場的全方位信息化及公交企業(yè)運營效率提升等問題。圖34:公交車綜合檢測智能化解決方案資料來源: 公司公告,出租車&網(wǎng)約車綜合監(jiān)測智能化解決方案包含疫情防控系統(tǒng)、聚合平臺等功能。該方案由出租車智能服務(wù)終端、網(wǎng)約車智能監(jiān)管終端、出租車&網(wǎng)約車主動安全系統(tǒng)與運營監(jiān)管大數(shù)據(jù)云平臺組成,解決出租車&
48、網(wǎng)約車運營中的無證上崗、車輛運力失衡、繞路宰客、司乘糾紛、違規(guī)營運和套牌黑車等行業(yè)頑疾,通過大數(shù)據(jù)動態(tài)管理提升單車營收能力、提高行業(yè)安全和城市出行服務(wù)效能。圖35:出租車綜合監(jiān)測智能化解決方案資料來源: 公司公告,道通科技-汽車智能診斷龍頭公司專注于汽車智能診斷、檢測分析系統(tǒng)及汽車電子零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù),目前已構(gòu)建了汽車綜合診斷系列產(chǎn)品、TPMS 系列產(chǎn)品、ADAS 系列產(chǎn)品以及相關(guān)的軟件云服務(wù)四大產(chǎn)品線。隨著汽車電子化和智能化程度的不斷提升,汽車已被構(gòu)建成一個復(fù)雜的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),高效、準(zhǔn)確的汽車維修越來越依賴于智能化的汽車診斷和檢測系統(tǒng)以及后市場數(shù)字化生態(tài)體系的構(gòu)建。公司緊跟汽車
49、電子技術(shù)最新發(fā)展趨勢,以汽車綜合診斷產(chǎn)品為依托,以持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新為驅(qū)動,不斷推出縱向與橫向產(chǎn)品,目前已構(gòu)建了汽車綜合診斷系列產(chǎn)品、TPMS 系列產(chǎn)品、ADAS 系列產(chǎn)品以及相關(guān)的軟件云服務(wù)四大產(chǎn)品線。圖36:診斷系列產(chǎn)品之一圖37:胎壓系列產(chǎn)品之一資料來源: 公司公告,資料來源: 公司公告,圖38:ASAD 系列產(chǎn)品之一圖39:防盜系列產(chǎn)品之一資料來源: 公司公告,資料來源: 公司公告,算力巔峰應(yīng)用:自動駕駛自動駕駛從 L2 到 L3 漸進(jìn)式發(fā)展,與智能座艙在硬件層有融合趨勢目前市面上汽車產(chǎn)品維持著 L2 級別,隨著輔助駕駛功能增多 L2 跨越到 L3 可漸進(jìn)實現(xiàn)。目前市面上許多汽車已經(jīng)具備了自
50、動泊車功能,甚至在高速上可以保持車道行駛,具備這些功能意味著達(dá)到了 L2 級別。L3 級別則與 L1、L2 有本質(zhì)區(qū)別,意味著只要開了自動駕駛功能,駕駛員就能轉(zhuǎn)換成乘客。總的來說,輔助駕駛是自動駕駛的前提,隨著 ADAS 實現(xiàn)功能越來越多,自動駕駛可漸進(jìn)實現(xiàn)。圖40:自動駕駛發(fā)展階段Level 1輔助駕駛(DAS)單一功能輔助,包括定速續(xù)航、 ABS、ESPLevel 2高級輔助駕駛(ADAS)組合功能輔助,包括自適應(yīng)巡 航、碰撞預(yù)警、緊急制動、車道偏離預(yù)警Level 3高級自動駕駛(HAD)有條件自動駕 駛,在特定環(huán)境下實現(xiàn)無人駕駛Level 4+完全自動駕駛完全無人駕駛,在所有環(huán)境下實現(xiàn)無
51、人駕駛警告輔助高度自動化完全自動化1990201020202030資料來源: 搜狐, 芯片/算法是自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈的核心。自動駕駛系統(tǒng)運作包含三個環(huán)節(jié),首先是收集信息;然后是處理與判斷;最后給予車體指令。在這個流程中,MCU、影像處理 IC 等處理器以及自動駕駛算法就處于核心的位置,起到承上啟下的作用。車聯(lián)網(wǎng)地圖芯片算法傳感器環(huán)境感知人機交互決策規(guī)劃決策規(guī)劃圖41:自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈執(zhí)行系統(tǒng)感知預(yù)警主動控制倒車輔助車內(nèi)輔助資料來源: 搜狐, 自動駕駛與智能座艙芯片有融合趨勢,自動駕駛 os 格局不明朗。隨著汽車基礎(chǔ)算力的提高、自動駕駛技術(shù)路線的成熟,預(yù)計自動駕駛和智能座艙芯片有向中央計算芯片融合的趨
52、勢,通過提高集成度來提升效率降低成本,但由于自動駕駛和座艙技術(shù)要求不同,滿足安全性要求將是融合的首要前提。當(dāng)前自動駕駛域控制器還沒有發(fā)展成熟,與之相配套的 OS 尚不明朗,從開發(fā)成本的角度考慮,自動駕駛 OS 可能會基于 Linux/QNX內(nèi)核發(fā)展而來。圖42:域融合算力演進(jìn)“2x3-10 x”,安全演進(jìn)“低于 AsilBAsilBAsilD”資料來源: 羅蘭貝格,國內(nèi)廠商自動駕駛軟硬能力均強勁,有望引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展芯片規(guī)模:2030 年市場規(guī)模有望超 250 億元隨著自動駕駛對算力要求的提升,芯片數(shù)量和 ASP 量價齊升預(yù)計超 250 億元。預(yù)計自動駕駛的發(fā)展分為兩個階段:第一個階段為 2020
53、-25 年,自動駕駛等級主要為 L1、L2,該階段 ASAD 滲透率不斷提升;第二階段為 2026-2030 年,自動駕駛等級發(fā)展為 L3 及以上,該階段 ASAD 滲透率預(yù)計將逐漸下降,而駕駛員檢測系統(tǒng)(DMS)預(yù)計將快速上漲。目前 L1、L2 單車只需 1 個 ASAD 芯片, L3 單車 2 個 ASAD 芯片、2 個 DMS 芯片,而且單車芯片價格也會隨著等級提升而提升,預(yù)計 L1 總價 150 元/車,L3 時達(dá)到 2500 元/車。表11:2030 年 ASAD 芯片市場規(guī)模估計假設(shè)序號假設(shè)1國產(chǎn)新車 2019-30 每年增速 5%,合資 1%2030 年,ASAD 市場(L1-L
54、3)單車芯片價值 800 元,DMS 市場單車芯片價值 600 元2030 年,ASAD 市場國產(chǎn)品牌滲透率 75%,合資品牌 80%;DMS 市場國產(chǎn)品牌滲透率 33%,合資品牌 50%資料來源: 表12:2030 年 ASAD 芯片市場規(guī)模(單位:億元)項目國產(chǎn)品牌合資品牌2019 年2030 年2019 年2030 年新車銷量(萬臺)840143713001450ASAD 市場(L1-L3)滲透率75%80%單車芯片價值(元)800800市場規(guī)模(億元)86.2292.80DMS 市場滲透率33%50%單車芯片價值(元)600600市場規(guī)模(億元)28.4543.50總規(guī)模(億元)114
55、.67136.30資料來源: 乘聯(lián)會,格局:英偉達(dá)、高通處于領(lǐng)先地位,國內(nèi)廠商處于追趕狀態(tài)差距不大自動駕駛芯片廠商可分為三個類別,英偉達(dá)、高通處于第一類且行業(yè)地位領(lǐng)先。自動駕駛廠商分為三個類別:第一類能夠提供高算力的開放性平臺,主要是英偉達(dá)、高通,英偉達(dá)構(gòu)建了車、桌、云端GPU 統(tǒng)一硬件架構(gòu)且先發(fā)優(yōu)勢明顯,高通自動駕駛芯片性價比較高,且座艙域霸主協(xié)同優(yōu)勢明顯,華為軟件生態(tài)稍弱也處于這一類別;第二類是傳統(tǒng)汽車半導(dǎo)體巨頭,包括瑞薩、英飛凌、恩智浦、德州儀器、意法半導(dǎo)體等;第三類是擁有自研人工智能 ASIC 芯片的廠商,國外主要是特斯拉、Mobileye,國內(nèi)有地平線。國內(nèi)廠商處于追趕狀態(tài),但整體差
56、距并不大。國內(nèi)的公司包括華為、地平線、黑芝麻等。華為作為能夠提供高算力開放性平臺的廠商,硬件實力不弱于高通和英偉達(dá),軟件方面稍弱。其他公司地平線、黑芝麻等也有亮點,地平線在 Waymo 舉辦的 CVPR 2020 自動駕駛 Workshop 開放數(shù)據(jù)集挑戰(zhàn)賽中獲得 5 項挑戰(zhàn)中的 4項全球第一,一戰(zhàn)成名。黑芝麻的芯片在算力接近特斯拉的前提下,功耗卻減少了一半有余。表13:ASAD 芯片國內(nèi)外相關(guān)廠商廠商產(chǎn)品及性能適配場景量產(chǎn)時間業(yè)務(wù)模式國外英偉達(dá)Xavier:30TOPS,30wL2-L52020Tier2Orin: 36-200TOPS,15-65wL 2-L52022特斯拉FSD:72TO
57、PS,72wL32019整車MobileyeEye Q4:2.5TOPS,6wL1-L22019Tier2Eye Q5:24TOPS,10wL32021國內(nèi)華為Ascend 310:8-16TOPS,8w Ascend 910:L42018Tier1256-512TOPS,310wL42019J2:4TOPS,2wL1-L22019地平線J2:5TOPS,10wL1-L22020Tier2J2:96TOPS,15wL32022A500:5.8TOPS,2wL1-L22020黑芝麻A1000:40-70TOPS, 8wL32021Tier2A1000L:16TOPS, 5wL2-L32021資料
58、來源: 各公司官網(wǎng), 自動駕駛解決方案1)規(guī)模:現(xiàn)階段滲透率較低,預(yù)計 2025 年達(dá)到 1396 億規(guī)模全球及中國 ADAS 各項功能滲透率總體水平較低,中位數(shù)分別為 3.85%、2.2%仍存在較大成長空間。全球 ADAS 各項功能滲透率總體較低,盲區(qū)監(jiān)測滲透率最高 12%,夜視輔助最低 0.3%,中位數(shù) 3.85%。中國 ADAS各項功能滲透率總體也較低,盲區(qū)監(jiān)測滲透率最高 6.9%,夜視輔助最低 0.1%,中位數(shù) 2.20%。圖43:全球 AD AS 各項功能市場滲透率情況(%)圖44:中國 AD AS 各項功能市場滲透率情況(%)14.012.010.08.06.04.02.07.0
59、6.5 3.9 3.42.7 12.08.07.06.05.04.03.02.00.01.06.94.0 3.8 3.6 3.42.2 2.2 2.01.6 1.6 資料來源: 賽迪智庫,中投顧問,資料來源: 賽迪智庫,中投顧問,預(yù)計 2020 年中國 ADAS 算法及解決方案市場規(guī)模 750.69 億元,2025 年 1395.53 億元。價格假設(shè)方面,設(shè)置 2020 年各項目單價與 2015 年相同,而 2025 年單價相當(dāng)于 2015 年單價的 0.75 倍。乘用車銷量方面,假定 2020 年為 2195 輛,2025 年為 250
60、6 輛。滲透率方面,假定 2020 年各項目前裝比例在 20-30%左右,2025年 40-60%左右。在這樣的假定之下,我們預(yù)計 2020 年規(guī)模為 750.69 億元,2025 年 1395.53 億元。表14:2020-2025 年中國 ADAS 算法及解決方案市場規(guī)模預(yù)測假設(shè)假設(shè)項目參數(shù)設(shè)置單價2020 年如下表所示,2025 年下表單價*0.752015 年2058 萬輛,2020 年國產(chǎn)品牌882 萬輛,合資品牌1313乘用車銷量滲透率資料來源: 分寸資本,輛,總計 2195 萬輛,2025 年總計 2506 萬輛。ADAS 各系統(tǒng)前裝的比例在 2020 年將實現(xiàn) 20-30%的滲
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